固體核徑跡圖像測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)力度的增強(qiáng)，綜合運(yùn)用現(xiàn)代圖像處理技術(shù)和光學(xué)技術(shù)，基于機(jī)器視覺(jué)的高精度的核徑跡圖像測(cè)量方法，得到更加廣泛的應(yīng)用。
　　本文全面系統(tǒng)的介紹了核徑跡圖像測(cè)量的原理、發(fā)展水平及其在核輻射監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，在綜合研究核徑跡圖像測(cè)量技術(shù)發(fā)展成果，詳細(xì)分析影響核徑跡圖像測(cè)量精度因素的基礎(chǔ)上，研究建立了一套固體核徑跡圖像濾波、圖像增強(qiáng)校正、邊緣分割和識(shí)別的圖像測(cè)量技術(shù)和方法，解決了在核徑跡圖像測(cè)量中出現(xiàn)的圖像模糊、變形

2、和重疊等現(xiàn)象，提高核徑跡圖像測(cè)量的精度和效率，并完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工作。完成的主要工作內(nèi)容如下:
　　1、通過(guò)分析核徑跡圖像產(chǎn)生噪音和不均勻亮度的原因，針對(duì)常用圖像分割算法在重疊粘連的核徑跡中容易產(chǎn)生過(guò)分割的現(xiàn)象，根據(jù)核徑跡圖像特點(diǎn)，改進(jìn)了圖像去噪、增強(qiáng)和分割算法，確定了核徑跡圖像預(yù)處理過(guò)程:首先，采用局部直方圖均衡等方法處理圖像亮度不均勻;然后，用形態(tài)學(xué)濾波平滑圖像和填充核徑跡中心的孔洞;最后，利用OTSU方法或改進(jìn)的分水嶺分割算法

3、完成核徑跡圖像分割。為圖像識(shí)別奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　2、針對(duì)核徑跡圖像主要識(shí)別的橢圓目標(biāo)，利用橢圓中心幾何特征，改進(jìn)了Hough變換橢圓檢測(cè)方法，在二維空間里完成了Hough變換的計(jì)算，減少Hough變換的計(jì)算量，完成了核徑跡圖像在像素級(jí)別的參數(shù)測(cè)量工作。
　　3、隨著現(xiàn)代圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，核徑跡圖像識(shí)別方法必然由像素級(jí)別走向亞像素級(jí)別。本文分析了多種圖像目標(biāo)亞像素提取方法，基于最小二乘橢圓曲線擬合的原理，結(jié)合隨機(jī)和均方

4、根的概念，改進(jìn)了最小二乘橢圓曲線擬合法算法，實(shí)現(xiàn)橢圓參數(shù)在圖像亞像素級(jí)別的測(cè)量。
　　4、針對(duì)核徑跡圖像重疊粘連嚴(yán)重影響測(cè)量精度問(wèn)題，根據(jù)徑跡圖像的徑跡種類少、形狀相似和數(shù)量大的特點(diǎn)，提出基于形狀匹配和受控腐蝕的重疊核徑跡分離方法?；驹硎抢梅侵丿B核徑跡來(lái)識(shí)別和分離重疊粘連核徑跡。該方法結(jié)合形狀匹配和受控形態(tài)學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，使用形狀匹配識(shí)別徑跡，二次受控腐蝕操作分離重疊的核徑跡。該方法基本流程是首先檢測(cè)沒(méi)有重疊的核徑跡，并以徑跡的面

5、積和圓形度作為形狀特征，進(jìn)行分類;然后，使用分類的粒子徑跡圖像作為模板構(gòu)造結(jié)構(gòu)元素，對(duì)重疊粒子徑跡顯微圖像進(jìn)行二次受控腐蝕操作，分離重疊的徑跡圖像;最終，形成按照每種粒子徑跡分類的分類圖像，消除徑跡重疊粘連對(duì)圖像測(cè)量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，形狀匹配和受控形態(tài)學(xué)結(jié)合能有效分割粘連徑跡和準(zhǔn)確有效地統(tǒng)計(jì)核徑跡的數(shù)量。
　　5、仔細(xì)分析了自動(dòng)聚焦運(yùn)動(dòng)過(guò)程中影響聚焦精度的各種因素后，針對(duì)顯微鏡自動(dòng)聚焦運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的反向回程間隙對(duì)自動(dòng)聚焦的影響較大

6、的問(wèn)題，提出基于圖像清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)變化率的變步長(zhǎng)的自動(dòng)調(diào)焦控制策略，通過(guò)精調(diào)階段的小步長(zhǎng)減少反向運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，實(shí)現(xiàn)粗調(diào)與精調(diào)相結(jié)合的快速精確自動(dòng)聚焦。粗聚焦階段以大步長(zhǎng)進(jìn)行粗略調(diào)焦，達(dá)到快速聚焦目的。精聚焦階段以小步距精確調(diào)焦，減少反向調(diào)整運(yùn)動(dòng)，達(dá)到了精確聚焦的目的。
　　6、針對(duì)由傾斜所導(dǎo)致顯微圖像的變形和測(cè)量精度下降問(wèn)題，提出了一種基于改進(jìn)的激光三角法的顯微圖像傾斜實(shí)時(shí)測(cè)量方法。其基本思路是使用多束平行光改進(jìn)傳統(tǒng)的激光三角法，實(shí)